JP5257733B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。

自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転をタイミングチェーンを介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。

この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開放した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、前記シリンダとプランジャとで囲まれた圧力室に作動油を導入する給油通路を前記シリンダに設け、その給油通路の圧力室側の端部に、圧力室の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、前記プランジャをシリンダ内への挿入端が開放した有底筒状とし、そのプランジャをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングを設け、前記プランジャのシリンダからの突出端でチェーンを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１，２）。

このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、圧力室内の作動油が、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通ってエンジンルームに流出し、その作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、プランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブが開き、給油通路から圧力室内に作動油が供給されるので、プランジャは速やかに移動する。

また、特許文献１，２に記載のチェーンテンショナは、前記プランジャの外周を弾性的に締め付けるレジスタリングが、シリンダの開放端内周に形成した収容溝に収容されている。プランジャの外周には、レジスタリングが係合する複数の係合溝が軸方向に間隔をおいて設けられ、その各係合溝内には、前記プランジャをシリンダから突出する方向に押圧したときに前記レジスタリングを拡径させてプランジャの移動を許容するテーパ面と、前記プランジャをシリンダ内に押し込む方向に押圧したときに前記レジスタリングを係止してプランジャの移動を阻止するロック面とが形成されている。

そのため、エンジン停止時に、カムシャフトの停止位置によってチェーンの張力が大きくなっても、レジスタリングと係合溝の係合により、プランジャの押し込み方向の移動が制限され、その後、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。

また、特許文献２に記載のチェーンテンショナは、プランジャの内底面に、圧力室側から順に大径部と小径部とを有する軸方向の貫通孔が形成されており、その貫通孔の大径部内に、圧力室内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブが組み込まれている。このリリーフバルブは、前記貫通孔の大径部内に圧入したリテーナで貫通孔から抜け止めされている。
特開２００４−１３８１５２号公報 特開２００６−１７２１４号公報

ところで、上述したチェーンテンショナのプランジャは、有底の筒体を鋼材の鍛造により成形し、その筒体の外周に複数の係合溝を転造（または切削加工）することによって形成される。また、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間の寸法精度を高めるため、プランジャの外周は研削加工によって仕上げられている。

しかし、有底の筒体を鍛造により成形すると、鍛造金型が高価であり、製造コストが高い。また、プランジャの一端が閉塞しているので、プランジャの外周面の研削や係合溝の加工がしにくかった。

また、特許文献２に記載のチェーンテンショナは、リリーフバルブ組み込み用の貫通孔をプランジャに加工するときに、プランジャ内部の奥に工具を挿入する必要がある。そのため、工具の振れによって貫通孔の内径精度が低下しやすく、貫通孔の加工が難しかった。特に、貫通孔に圧入したリテーナでリリーフバルブを抜け止めする場合、貫通孔の内径精度が低下すると、リテーナ圧入の締め代を確保することができないおそれがある。

この発明が解決しようとする課題は、プランジャの加工がしやすく、製造コストの低いチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するため、前記プランジャを、前記係合溝を外周に有する両端が開放した筒体と、その筒体の一端に嵌め込まれたキャップ部材とで構成した。

このチェーンテンショナは、前記キャップ部材に、圧力室側から順に大径部と小径部とを有する軸方向の貫通孔を形成し、その貫通孔の大径部内に、圧力室内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブを組み込むことができ、そのリリーフバルブは、前記貫通孔の大径部内に圧入したリテーナで貫通孔から抜け止めすることができる。前記リーク隙間の寸法精度を高めるため、前記筒体の外周は研削仕上げ面とすると好ましい。

前記キャップ部材は、前記筒体に圧入して固定してもよく、前記筒体に溶接して固定してもよい。

この発明のチェーンテンショナは、両端が開放した筒体の一端にキャップ部材を嵌め込んでいるので、プランジャの成形を鍛造で行なう必要がなく、製造コストが低い。また、筒体の両端が開放しているので、筒体の外周の係合溝の加工が容易である。

また、前記キャップ部材の貫通孔内にリリーフバルブを組み込んだものは、筒体をキャップ部材から取り外した状態で、キャップ部材の貫通孔を加工することができるので、工具の振れが生じにくく、貫通孔の加工が容易である。

さらに、リリーフバルブを貫通孔から抜け止めするリテーナを、前記貫通孔の大径部内に圧入したものは、貫通孔の大径部の内径を高精度に加工して、リテーナ圧入の締め代を確保することができる。

また、前記筒体の外周を研削仕上げ面としたものは、その研削加工が容易である。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を示す。このチェーンテンショナ１は、一端が開放した有底筒状のシリンダ２と、シリンダ２内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ３とを有し、プランジャ３は、シリンダ２への挿入端が開放した有底筒状に形成されている。

シリンダ２には、シリンダ２とプランジャ３とで囲まれた圧力室４に連通する給油通路５が形成されている。給油通路５は、給油ポンプ（図示せず）に接続され、その給油ポンプから送り出された作動油を圧力室４内に導入する。給油通路５の圧力室４側の端部には、圧力室４の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ６が設けられている。

プランジャ３は、図２に示すように、両端が開放した筒体３ａと、その筒体３ａの一端に嵌め込まれたキャップ部材３ｂとからなる。キャップ部材３ｂは、筒体３ａに圧入して固定されている。

図１に示すように、プランジャ３とシリンダ２の摺動面間には、微小なリーク隙間７が形成されており、そのリーク隙間７を通じて、圧力室４内の作動油がリークするようになっている。ここで、筒体３ａの外周は、リーク隙間７の寸法精度を高めるため、研削によって仕上げられている。

キャップ部材３ｂには、軸方向の貫通孔８が形成されている。貫通孔８は、圧力室４側から順に大径部９と小径部１０とを有し、大径部９内には、圧力室４内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブ１１が組み込まれている。さらに、貫通孔８の大径部９内には、プレス成形によって形成されたリテーナ１２が圧入されており、そのリテーナ１２でリリーフバルブ１１が貫通孔８から抜け止めされている。

キャップ部材３ｂとシリンダ２の底との間にはリターンスプリング１３が組み込まれており、そのリターンスプリング１３によって、プランジャ３はシリンダ２から突出する方向に付勢されている。

シリンダ２の開放端内周には、レジスタリング１４を収容する収容溝１５が形成され、その収容溝１５に収容されたレジスタリング１４が、筒体３ａの外周を弾性的に締め付けている。筒体３ａの外周には、レジスタリング１４が係合する複数の係合溝１６が軸方向に間隔をおいて形成されている。

各係合溝１６内には、プランジャ３をシリンダ２から突出する方向に押圧したときに、レジスタリング１４を拡径させてプランジャ３の移動を許容するテーパ面１７とプランジャ３をシリンダ２内に押し込む方向に押圧したときに、レジスタリング１４を係止してプランジャ３の移動を阻止するロック面１８とが設けられている。

また、筒体３ａの外周には、各係合溝１６よりもシリンダ２内への挿入側に、レジスタリング１４と係合してプランジャ３をスリーブから抜け止めするストッパ溝１９が形成されている。

上記の構成のチェーンテンショナ１は、エンジンカバー（図示せず）に固定して使用され、このとき、プランジャ３は、シリンダ２からの突出端がチェーンガイド（図示せず）に接触し、そのチェーンガイドを介してチェーン（図示せず）を押圧する。

この状態において、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャ３が押し込み方向に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、チェックバルブ６が閉じ、圧力室４内の作動油はリーク隙間７を通ってエンジンルームに流出する。また、リーク隙間７を流れる作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、プランジャ３はゆっくりと移動する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリング１３の付勢力によって、プランジャ３が突出方向に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ６が開き、給油通路５を通って圧力室４内に作動油が供給されるので、プランジャ３は速やかに移動する。

また、チェーンの張力が急激に大きくなると、圧力室４内の圧力が上昇してリリーフバルブ１１が開き、圧力室４の作動油がエンジンルームに逃げる。そのため、チェーンの張力が過大とならない。

チェーンが伸びてきたときは、プランジャ３が突出方向に移動して、チェーンの弛みを吸収する。このとき、係合溝１６のテーパ面１７がレジスタリング１４を拡径させて、プランジャ３の移動を許容する。

エンジン停止時に、カムシャフト（図示せず）の停止位置によってチェーンの張力が大きくなる場合があるが、この場合、レジスタリング１４と係合溝１６の係合により、プランジャ３の押し込み方向の移動が制限される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。

このチェーンテンショナ１は、両端が開放した筒体３ａの一端にキャップ部材３ｂを嵌め込んでいるので、プランジャ３の成形を鍛造で行なう必要がなく、製造コストが低い。また、筒体３ａの両端が開放しているので、筒体３ａの外周の係合溝１６の加工や、筒体３ａの外周の研削加工が容易である。

また、このチェーンテンショナ１は、筒体３ａをキャップ部材３ｂから取り外した状態で、キャップ部材３ｂの貫通孔８を加工することができるので、工具の振れが生じにくく、貫通孔８の加工が容易である。そのため、貫通孔８の大径部９の内径を高精度に加工して、リテーナ１２圧入の締め代を確保することができる。

この発明は、リリーフバルブ１１が無いタイプのチェーンテンショナ１にも適用することができ、この場合、図３に示すように、貫通孔８が無いキャップ部材３ｂを筒体３ａに嵌め込んでプランジャ３を形成することができる。そのため、リリーフバルブ１１の有無に応じてキャップ部材３ｂを選択することにより、異なるタイプのチェーンテンショナ間で、筒体３ａを共通化することができ、部品の在庫管理が容易である。

上記実施形態では、キャップ部材３ｂを筒体３ａに圧入して固定したが、キャップ部材３ｂは、筒体３ａに溶接して固定するようにしてもよい。

この発明の実施形態のチェーンテンショナの断面図 図１に示すプランジャの拡大断面図 図１に示すプランジャの変形例を示す拡大断面図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
２ シリンダ
３ プランジャ
３ａ 筒体
３ｂ キャップ部材
４ 圧力室
５ 給油通路
６ チェックバルブ
７ リーク隙間
８ 貫通孔
９ 大径部
１０ 小径部
１１ リリーフバルブ
１２ リテーナ
１３ リターンスプリング
１４ レジスタリング
１５ 収容溝
１６ 係合溝
１７ テーパ面
１８ ロック面

Claims (5)

1. 一端が開放した有底筒状のシリンダ（２）内にプランジャ（３）を軸方向に摺動可能に挿入し、前記シリンダ（２）とプランジャ（３）とで囲まれた圧力室（４）に作動油を導入する給油通路（５）を前記シリンダ（２）に設け、その給油通路（５）の圧力室（４）側の端部に、圧力室（４）の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（６）を設け、前記プランジャ（３）と前記シリンダ（２）の摺動面間にリーク隙間（７）を形成し、前記シリンダ（２）の開放端内周に形成した収容溝（１５）に、前記プランジャ（３）の外周を弾性的に締め付けるレジスタリング（１４）を収容し、そのレジスタリング（１４）が係合する複数の係合溝（１６）を前記プランジャ（３）の外周に軸方向に間隔をおいて設け、その各係合溝（１６）内に、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）から突出する方向に押圧したときに前記レジスタリング（１４）を拡径させてプランジャ（３）の移動を許容するテーパ面（１７）と、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）内に押し込む方向に押圧したときに前記レジスタリング（１４）を係止してプランジャ（３）の移動を阻止するロック面（１８）とを形成し、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）内への挿入端が開放した有底筒状とし、そのプランジャ（３）をシリンダ（２）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１３）を設け、前記プランジャ（３）のシリンダ（２）からの突出端でチェーンを押圧するようにしたチェーンテンショナ（１）において、
   前記プランジャ（３）を、前記係合溝（１６）を外周に有する両端が開放した筒体（３ａ）と、その筒体（３ａ）の一端に嵌め込まれたキャップ部材（３ｂ）とで構成し、
   前記キャップ部材（３ｂ）に、圧力室（４）側から順に大径部（９）と小径部（１０）とを有する軸方向の貫通孔（８）を形成し、その貫通孔（８）の大径部（９）内に、圧力室（４）内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブ（１１）を組み込んで、前記キャップ部材（３ｂ）が、前記筒体（３ａ）の内周と前記リリーフバルブ（１１）の外周との対向面間に配置される筒状部分をもつようにしたことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記リリーフバルブ（１１）を貫通孔（８）から抜け止めするリテーナ（１２）を、前記貫通孔（８）の大径部（９）内に圧入した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記筒体（３ａ）の外周が研削仕上げ面である請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記キャップ部材（３ｂ）を、前記筒体（３ａ）に圧入して固定した請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
5. 前記キャップ部材（３ｂ）を、前記筒体（３ａ）に溶接して固定した請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

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